CN115194567B - 一种圆棒夹紧驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种圆棒夹紧驱动机构，它解决了现有的夹具使用不便的问题。本圆棒夹紧驱动机构包括顶尖，顶尖上套设有均呈环状的端盖和支撑件，支撑件处于端盖前侧并与顶尖固连，端盖与支撑件周向转动，端盖后侧固设有用于驱动该端盖周向转动的拨块；支撑件前侧设有夹紧块，夹紧块有三个并围绕顶尖中心轴线呈三角形排布；支撑件和端盖之间设有具备主轴的偏心轮，偏心轮有三个，三根主轴均穿过支撑件并分别与三个夹紧块一端固连，每个主轴均与支撑件转动连接；端盖上设有当端盖转动时用于驱动偏心轮绕主轴轴线摆动的联动结构，偏心轮摆动时能使三个夹紧块另一端相互靠拢形成与顶尖同轴并用于夹持圆棒的夹持口。本圆棒夹紧驱动机构使用方便。

Description

一种圆棒夹紧驱动机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种夹紧驱动机构，特别是一种圆棒夹紧驱动机构。

背景技术

在目前的回转体类刀具中，例如钻头或铣刀类圆柄刀具，通常采用硬质金属构成的圆棒料作为原材料，先将圆棒料磨削到所需刀柄尺寸并被切断，然后再利用磨床对圆棒料通过磨削制作成刀具。在现有的技术中，有些通过机械手来夹持圆棒料到磨床上进行磨削，但是机械手的成本很高，并不适用。因此，目前大部分采用的利用具备弹性的筒状夹头进行装夹，通过人工将圆棒料插入到筒状夹头内，再由磨床进行磨削。

如中国专利曾公开过的一种高精度重复装夹圆棒工件的夹具[申请号：201220229928.3]，它包括连接板和夹持座，夹持座包括连接部和夹持部，连接部和连接板相连，夹持部包括用于夹紧圆棒工件的环抱式夹紧机构，该环抱式夹紧机构包括两个弹性夹持臂，两个弹性夹持臂通过紧固件连接锁紧，即形成夹紧圆棒工件的夹持孔，并通过在两个弹性夹持臂上设置弧形夹紧面，从而在圆棒工件插入到夹持孔内时，利用弧形夹持面与圆棒工件面接触配合，以达到稳定夹持的效果。

上述夹具在磨削完成后，工作人员需要将磨床断电，然后将磨削完的圆棒料从夹具上拆卸下来，换上另一根新的圆棒料后再重新将磨床通电进行磨削，这样一来，就需要花费大量时间用于拆卸和装夹圆棒料，同时磨床也需要不断的通断电来进行配合，导致加工效率十分低下，使用也不方便。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种使用方便且效率高的圆棒夹紧驱动机构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种圆棒夹紧驱动机构，包括前端为锥头的顶尖，其特征在于，顶尖上同轴套设有均呈环状的端盖和支撑件，支撑件处于端盖前侧并与顶尖固连，端盖与支撑件轴向固定、周向转动，且端盖后侧固设有用于驱动该端盖周向转动的拨块；支撑件前侧设有夹紧块，夹紧块有三个并围绕顶尖中心轴线呈三角形排布；支撑件和端盖之间设有具备主轴的偏心轮，且主轴和顶尖两者轴线平行设置，偏心轮有三个，三根主轴均穿过支撑件并分别与三个夹紧块一端固连，且每个主轴均与支撑件转动连接；端盖上设有当端盖转动时用于驱动偏心轮绕主轴轴线摆动的联动结构，且偏心轮摆动时能使三个夹紧块另一端相互靠拢形成与顶尖同轴并用于夹持圆棒的夹持口，上述锥头延伸至夹持口或处于夹持口后侧。

实际安装时，顶尖后端固定在机床头架上，且拨块与头架转轴连接。

使用时，圆棒具备锥孔的端面压在锥头上，头架转轴通过拨块带动端盖转动，并在联动结构作用下使偏心轮摆动促使三个夹紧块相互靠拢夹紧圆棒，整个过程只需插入和拔出圆棒便可，具有操作方便、简单且工作效率高的优点。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，夹紧块未与主轴连接的端部的端面为与圆棒匹配的圆弧面，且三个圆弧面之间形成上述的夹持口，使夹紧块更贴合圆棒，使圆棒更稳定地被夹紧，确保加工过程顺畅、稳定进行。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，夹紧块上具有沿该夹紧块厚度方向贯穿设置的条形槽，且条形槽长度沿夹紧块长度方向延伸，主轴上对应设有螺纹孔，夹紧块后侧面紧压在主轴上，条形槽内滑动设有螺丝，螺丝杆部旋入螺纹孔，且螺丝头部紧压在夹紧块上。这样松开螺丝后便可通过滑动夹紧块来调节夹持口尺寸，以适配不同尺寸的圆棒，实用性好。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，支撑件包括同轴布置且相固连的支撑环和定位筒，支撑环和端盖均处于定位筒中，支撑环前端伸出定位筒，且定位筒两端均通过密封圈分别与支撑环和端盖外壁之间形成密封；支撑环后端面上具有凸出的圆管体，圆管体套在顶尖上且两者相固连，端盖套接在圆管体上；偏心轮处于端盖和支撑环之间，支撑环上设有供主轴穿过的通孔，通孔和主轴数量相同且一一对应，支撑环和主轴转动连接。采用上述设计，以形成一个相对封闭的环境供偏心轮运转，提高工作稳定性。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，圆管体外套设并固定有限位环，且端盖前后两侧分别压在偏心轮和限位环上，实现端盖轴向限位，并通过端盖套接在圆管体上实现端盖径向限位，从而稳定实现端盖与支撑件轴向固定、周向转动。

偏心轮既用于驱动夹紧块摆动来夹紧或松开圆棒，又用于轴向定位端盖，即在本申请中，偏心轮具备一物两用效果，在简化结构同时，方便组装。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，支撑环包括同轴布置且相固连的后环和前环，后环处于端盖和前环之间，前环前端伸出定位筒，前环后端紧压在后环上；上述圆管体成型在后环上，定位筒前端内壁压在后环上，定位筒与后环固连，且定位筒和前环之间通过上述密封圈形成密封；前环和后环上分别设有供主轴穿过的通孔一和通孔二，通孔一、通孔二和主轴数量相同且位置一一对应，位置对应的通孔一和通孔二形成上述的通孔。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，主轴通过滚针轴承与前环转动连接，且滚针轴承两端分别压在前环内壁和后环上，用于滚针轴承轴向限位，提高夹紧块摆动稳定性。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，前环后端外壁上一体成型有环形压边，环形压边和后环之间竖直夹紧定位有一圈沿前环周向均布的弹簧片，弹簧片呈直条形，且每个弹簧片均与前环外壁接触，以利用弹簧片的弹性来缓冲由夹紧块传动至前环处的振动，提高加工质量和精度。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，联动结构包括固定在端盖上的销轴和成型在偏心轮上且与销轴匹配的缺口槽，销轴和顶尖两者轴线平行设置，销轴有三个且分别插接在对应缺口槽中。采用上述设计，具有结构简单、安装方便的优点。

作为另一种方案，在上述的圆棒夹紧驱动机构中，联动结构包括成型在偏心轮上的凸轴，凸轴和顶尖两者轴线平行设置，端盖前侧设有与凸轴匹配的插孔，插孔有三个，且三根凸轴分别插接在对应插孔中。

在上述的圆棒夹紧驱动机构中，端盖后侧固定有配重块，配重块和拨块沿顶尖周向分布，且配重块和拨块分别处于顶尖两侧，使夹紧块更顺畅复位松开圆棒，提高操作方便性。

与现有技术相比，本圆棒夹紧驱动机构具有以下优点：

1、使用时，圆棒具备锥孔的端面压在锥头上，头架转轴通过拨块带动端盖转动，并在联动结构作用下使偏心轮摆动促使三个夹紧块相互靠拢夹紧圆棒，整个过程只需插入和拔出圆棒便可，具有操作方便、简单且工作效率高的优点。

2、夹紧块通过螺丝、条形槽和螺纹孔配合与主轴固连，这样在松开螺丝后便可通过滑动夹紧块来调节夹持口尺寸，以适配不同尺寸的圆棒，实用性好。

3、偏心轮既用于驱动夹紧块摆动来夹紧或松开圆棒，又用于轴向定位端盖，即在本申请中，偏心轮具备一物两用效果，在简化结构同时，方便组装。

附图说明

图1是圆棒夹紧驱动机构的立体结构示意图。

图2是圆棒夹紧驱动机构在另一方向上的立体结构示意图。

图3是圆棒夹紧驱动机构的剖视结构示意图。

图4是弹簧片的安装结构示意图。

图5是联动结构的示意图。

图中，1、顶尖；1a、锥头；2、端盖；3、拨块；3a、U形槽；4、方轴；5、夹紧块；5a、圆弧面；5b、条形槽；6、偏心轮；6a、主轴；6b、缺口槽；7、夹持口；8、螺丝；9、支撑环；9a、前环；9a1、环形压边；9b、后环；9b1、圆管体；10、定位筒；11、密封圈；12、限位环；13、弹簧片；14、销轴；15、配重块；16、滚针轴承。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本圆棒夹紧驱动机构包括顶尖1、端盖2和支撑件。

其中，

顶尖1前端为直径由前往后逐渐变大的锥头1a。

支撑件和端盖2均呈环状且均同轴套设在顶尖1上，其中，支撑件处于端盖2前侧，且该支撑件与顶尖1固连；端盖2与支撑件轴向固定、周向转动，且端盖2后侧固设有用于驱动该端盖2周向转动的拨块3。在本实施例中，拨块3一端通过方轴4与端盖2固连，拨块3另一端设有沿顶尖1轴向贯穿设置的U形槽3a。

如图1和图3所示，支撑件前侧设有夹紧块5，且夹紧块5呈直条形。夹紧块5有三个并围绕顶尖1中心轴线呈三角形排布。支撑件和端盖2之间设有具备主轴6a的偏心轮6，且主轴6a和顶尖1两者轴线平行设置。偏心轮6有三个，即主轴6a有三根，且实际产品中，主轴6a和偏心轮6为一体式结构。三根主轴6a均穿过支撑件并分别与三个夹紧块5一端固连，且每个主轴6a均与支撑件转动连接。端盖2上设有当端盖2转动时用于驱动偏心轮6绕自身主轴6a轴线摆动的联动结构，且偏心轮6摆动时能使三个夹紧块5另一端相互靠拢形成与顶尖1同轴并用于夹持圆棒的夹持口7，上述锥头1a延伸至夹持口7或处于夹持口7后侧。

进一步说明，夹紧块5未与主轴6a连接的端部的端面为与圆棒匹配的圆弧面5a，圆弧面5a长度沿夹紧块5宽度方向延伸，且三个圆弧面5a之间形成上述的夹持口7，使夹紧块5更贴合圆棒，使圆棒更稳定地被夹紧，确保加工过程顺畅、稳定进行。

在本实施例中，

夹紧块5和主轴6a连接方式如下：如图1、图3和图4所示，夹紧块5上具有沿该夹紧块5厚度方向贯穿设置的条形槽5b，且条形槽5b长度沿夹紧块5长度方向延伸。主轴6a上设有正对条形槽5b设置的螺纹孔，夹紧块5后侧面紧压在主轴6a上，条形槽5b内滑动设有螺丝8，螺丝8杆部旋入螺纹孔，且螺丝8头部紧压在夹紧块5上。这样松开螺丝8后便可通过滑动夹紧块5来调节夹持口7尺寸，以适配不同尺寸的圆棒，实用性好。

支撑件结构如下：如图2所示，支撑件包括同轴布置且相固连的支撑环9和定位筒10，支撑环9和端盖2均处于定位筒10中，支撑环9前端伸出定位筒10，且定位筒10两端均通过密封圈11分别与支撑环9前端和端盖2外壁之间形成密封。支撑环9后端面上具有凸出的圆管体9b1，圆管体9b1套在顶尖1上且两者相固连；端盖2套接在圆管体9b1上；偏心轮6处于端盖2和支撑环9之间，支撑环9上设有供主轴6a穿过的通孔，通孔和主轴6a数量相同且一一对应，支撑环9和主轴6a转动连接。采用上述设计，以形成一个相对封闭的环境供偏心轮6运转，提高工作稳定性。

进一步说明，支撑环9包括同轴布置且相固连的后环9b和前环9a，且前环9a和后环9b均套在顶尖1上。后环9b处于端盖2和前环9a之间，前环9a前端伸出定位筒10，前环9a后端紧压在后环9b上；圆管体9b1成型在后环9b上，定位筒10前端内壁压在后环9b上，定位筒10与后环9b固连，且定位筒10和前环9a之间通过上述密封圈11形成密封。前环9a和后环9b上分别设有供主轴6a穿过的通孔一和通孔二，通孔一、通孔二和主轴6a数量相同且位置一一对应，位置对应的通孔一和通孔二形成上述的通孔。

其中，

后环9b和定位筒10通过一圈沿定位筒10周向均布的螺丝8固连。

主轴6a通过滚针轴承16与前环9a转动连接，且滚针轴承16两端分别压在前环9a内壁和后环9b上，用于滚针轴承16轴向限位，提高夹紧块5摆动稳定性。

后环9b和顶尖1连接方式如下：圆管体9b1通过轴承一与顶尖1连接，顶尖1上套设并固定有两定位环，圆管体9b1处于两定位环之间，且定位环分别紧压在后环9b前端和圆管体9b1后端面上，使后环9b和顶尖1稳定连接形成为一个整体。

端盖2定位方式如下：圆管体9b1外套设并固定有限位环12，且端盖2前后两侧分别压在偏心轮6和限位环12上，实现端盖2轴向限位，并通过端盖2套接在圆管体9b1上实现端盖2径向限位，从而稳定实现端盖2与支撑件轴向固定、周向转动。优选偏心轮6前侧压在后环9b上，以提高偏心轮6摆动稳定性。

偏心轮6既用于驱动夹紧块5摆动来夹紧或松开圆棒，又用于轴向定位端盖2，即在本申请中，偏心轮6具备一物两用效果，在简化结构同时，方便组装。

进一步说明，如图3和图4所示，前环9a后端外壁上一体成型有环形压边9a1，环形压边9a1和后环9b之间竖直夹紧定位有一圈沿前环9a周向均布的弹簧片13，弹簧片13呈直条形，此时，弹簧片13长度两侧面分别紧压在环形压边9a1和后环9b上，且每个弹簧片13均与前环9a外壁接触，以利用弹簧片13的弹性来缓冲由夹紧块5传动至前环9a处的振动，提高加工质量和精度。

如图5所示，联动结构如下：包括固定在端盖2上的销轴14和成型在偏心轮6上且与销轴14匹配的缺口槽6b，销轴14和顶尖1两者轴线平行设置，销轴14有三个且分别插接在对应缺口槽6b中。采用上述设计，具有结构简单、安装方便的优点。

如图2所示，端盖2后侧固定有配重块15，且配重块15和拨块3沿顶尖1周向分布，使夹紧块5更顺畅复位松开圆棒，提高操作方便性。实际产品中，顶尖1呈水平设置，且配重块15和拨块3分别处于顶尖1上侧和下侧。

实际安装时，顶尖1后端固定在机床头架上，头架主轴6a通过连接轴插入U形槽3a来带动拨块3转动；使用时，圆棒具备锥孔的端面压在锥头1a上，头架转轴通过拨块3带动端盖2转动，并在联动结构作用下使偏心轮6摆动促使三个夹紧块5相互靠拢夹紧圆棒，整个过程只需插入和拔出圆棒便可，具有操作方便、简单的优点。

实施例二

本实施例二的结构和原理同实施例一基本相同，不一样的地方在于：联动结构包括成型在偏心轮6上的凸轴，凸轴和顶尖1两者轴线平行设置，端盖2前侧设有与凸轴匹配的插孔，插孔有三个，且三根凸轴分别插接在对应插孔中。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种圆棒夹紧驱动机构，包括前端为锥头（1a）的顶尖（1），其特征在于，顶尖（1）上同轴套设有均呈环状的端盖（2）和支撑件，支撑件处于端盖（2）前侧并与顶尖（1）固连，端盖（2）与支撑件轴向固定、周向转动，且端盖（2）后侧固设有用于驱动该端盖（2）周向转动的拨块（3）；支撑件前侧设有夹紧块（5），夹紧块（5）有三个并围绕顶尖（1）中心轴线呈三角形排布；支撑件和端盖（2）之间设有具备主轴（6a）的偏心轮（6），且主轴（6a）和顶尖（1）两者轴线平行设置，偏心轮（6）有三个，三根主轴（6a）均穿过支撑件并分别与三个夹紧块（5）一端固连，且每个主轴（6a）均与支撑件转动连接；端盖（2）上设有当端盖（2）转动时用于驱动偏心轮（6）绕主轴（6a）轴线摆动的联动结构，且偏心轮（6）摆动时能使三个夹紧块（5）另一端相互靠拢形成与顶尖（1）同轴并用于夹持圆棒的夹持口（7），上述锥头（1a）延伸至夹持口（7）或处于夹持口（7）后侧；支撑件包括同轴布置且相固连的支撑环（9）和定位筒（10），支撑环（9）和端盖（2）均处于定位筒（10）中，支撑环（9）前端伸出定位筒（10），且定位筒（10）两端均通过密封圈（11）分别与支撑环（9）和端盖（2）外壁之间形成密封；支撑环（9）后端面上具有凸出的圆管体（9b1），圆管体（9b1）套在顶尖（1）上且两者相固连，端盖（2）套接在圆管体（9b1）上；偏心轮（6）处于端盖（2）和支撑环（9）之间，支撑环（9）上设有供主轴（6a）穿过的通孔，通孔和主轴（6a）数量相同且一一对应，支撑环（9）和主轴（6a）转动连接；支撑环（9）包括同轴布置且相固连的后环（9b）和前环（9a），后环（9b）处于端盖（2）和前环（9a）之间，前环（9a）前端伸出定位筒（10），前环（9a）后端紧压在后环（9b）上；上述圆管体（9b1）成型在后环（9b）上，定位筒（10）前端内壁压在后环（9b）上，定位筒（10）与后环（9b）固连，且定位筒（10）和前环（9a）之间通过上述密封圈（11）形成密封；前环（9a）和后环（9b）上分别设有供主轴（6a）穿过的通孔一和通孔二，通孔一、通孔二和主轴（6a）数量相同且位置一一对应，位置对应的通孔一和通孔二形成上述的通孔；主轴（6a）通过滚针轴承（16）与前环（9a）转动连接，且滚针轴承（16）两端分别压在前环（9a）内壁和后环（9b）上；前环（9a）后端外壁上一体成型有环形压边（9a1），环形压边（9a1）和后环（9b）之间竖直夹紧定位有一圈沿前环（9a）周向均布的弹簧片（13），弹簧片（13）呈直条形，且每个弹簧片（13）均与前环（9a）外壁接触。

2.根据权利要求1所述的圆棒夹紧驱动机构，其特征在于，夹紧块（5）未与主轴（6a）连接的端部的端面为与圆棒匹配的圆弧面（5a），且三个圆弧面（5a）之间形成上述的夹持口（7）。

3.根据权利要求1或2所述的圆棒夹紧驱动机构，其特征在于，夹紧块（5）上具有沿该夹紧块（5）厚度方向贯穿设置的条形槽（5b），且条形槽（5b）长度沿夹紧块（5）长度方向延伸，主轴（6a）上对应设有螺纹孔，夹紧块（5）后侧面紧压在主轴（6a）上，条形槽（5b）内滑动设有螺丝（8），螺丝（8）杆部旋入螺纹孔，且螺丝（8）头部紧压在夹紧块（5）上。

4.根据权利要求1所述的圆棒夹紧驱动机构，其特征在于，圆管体（9b1）外套设并固定有限位环（12），且端盖（2）前后两侧分别压在偏心轮（6）和限位环（12）上。

5.根据权利要求1所述的圆棒夹紧驱动机构，其特征在于，联动结构包括固定在端盖（2）上的销轴（14）和成型在偏心轮（6）上且与销轴（14）匹配的缺口槽（6b），销轴（14）和顶尖（1）两者轴线平行设置，销轴（14）有三个且分别插接在对应缺口槽（6b）中。

6.根据权利要求1所述的圆棒夹紧驱动机构，其特征在于，端盖（2）后侧固定有配重块（15），配重块（15）和拨块（3）沿顶尖（1）周向分布，且配重块（15）和拨块（3）分别处于顶尖（1）两侧。